不同排气方式对断流弥合水锤升压的影响研究

摘要

随着我国城镇化步伐的加快,生活饮用水、工业用水、灌溉用水量的日益增大,同时也为缓解我国地域性缺水以及水质性缺水的矛盾,长距离、跨流域输水工程近年来逐渐增多,水锤事故的发生特别是断流弥合水锤对管道系统安全造成非常大的威胁,近年来越来越引发人们的关注。
　　本文深入分析了管道断流形态的不同类型和特点,重点研究了中部断流空腔的形成、发展及其变化规律,探讨了不同断流形态下断流弥合水锤的发生机理和影响水锤升压的因素,指出弥合水柱的相对速度是影响弥合水锤升压的重要影响因素。
　　管道排气在长距离管道系统的运行中具有非常重要的作用,分析管道中气体的来源、产生部位和气液两相流对选择合适的排气阀有指导意义。不同的排气方式有各自的优缺点,综合比选最有效的排气方式可以显著降低水锤升压,使得发生水锤事故时升压不超过管道承压值,系统安全可靠。
　　通过工程实例采用电算法进行了不同排气条件下断流弥合水锤升压的数值分析,分析了水柱弥合过程中断流空腔气体的缓冲削峰作用,验证了恒速缓冲排气阀的有效性,研究了利用缓冲恒速排气阀降低弥合水锤升压的原理,对如何防止管道断流弥合水锤的发生提出了建议。调压塔在水锤防护中是公认的最佳选择,箱式双向调压塔可以在确保水锤防护效果的前提下降低安装高度,它与缓冲恒速排气阀的配合使用效果明显,水锤升压平稳,可控性较强,可以达到理想的水锤防护目的,值得推广使用。

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第一章 绪论

1.1水锤概述

1.2国内外的研究现状及存在的问题

1.3本文的主要内容

第二章 管道断流形态分析

2.1管道断流形态的类型及特点

2.2管道完全断流断流空腔的变化

2.3管道断流与水锤升压的关系

第三章 排气方式对水锤升压的影响分析

3.1管道中气体的来源和产生的部位

3.2气液两相流的六种流态及其相互转化

3.3排气不畅的危害分析

3.4不同工况下的排气特点

3.5几种常见排气方式介绍

3.6不同排气阀的介绍及技术特点

第四章 水锤的计算原理

4.1特征线方程的建立

4.2 常见几种边界条件的确立

4.3管道断流时的边界方程

4.4不同排气方式时的边界方程

第五章 电算方法简介

5.1 计算机程序的编制和利用

5.2 运用VC++语言建立水锤计算模型

第六章 工程实例分析

6.1工程简介

6.2不同排气方式下断流弥合水锤升压分析

6.3不同排气方式对断流弥合水锤升压影响的比较

第七章 结论和建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢